プロペラの秘密!ドローンの用途をプロペラ数で解剖
ドローンの世界にようこそ、どうもこんにちは!
ドローンBusiness研究所ヒロユキです。
こちらのnoteでは、週一回程度のペースで、ドローンに関わる様々な情報発信をしていきます。
どうぞ宜しくお願いいたします。
今回はドローンの分類シリーズ第2弾です。
ドローンは、その特性に応じてさまざまな方法で分類されます。
このnoteではドローンをプロペラの数に基づいて分類し、それぞれのタイプがどのような用途に適しているかを探ってみましょう。
ドローンの特性に焦点を当て、そのプロペラの数による分類をご紹介します。
プロペラの数による分類名称
第1弾では機体の大きさによる分類をご紹介しましたが、今回はプロペラの数に基づいてドローンを分類してみます。
一般的に、ドローンのプロペラ(回転翼)の数が多いと、風の影響に対する安定性が認められ、飛行や機体の制御の向上につながります。
しかし、複数のプロペラを制御する必要があるため、構造がより複雑になるというデメリットが考えられます。
では、分類を具体的に見ていきましょう。
クアッドコプター(4つのプロペラ)
クアッドコプターは4つのプロペラを持ち、安定性と操縦性に優れています。
空撮やビデオ撮影、点検分野など、屋外での映像制作や調査活動に適しています。
また、近年の性能向上により小型・高性能で取り回しの良いことから救助や災害調査など幅広く利用されるようになってきました。
モーター(ローター)数など部品点数が少ないことからコストダウンにも貢献します。
トイドローンやコンシューマ機で良く見られるプロペラの数です。
プロペラの配置(アームの形状)にもいくつかあり、本体上部から見てX、H、+型とそれぞれの形状に組まれたものを見ることができます。
写真掲載しているPhantomはX型と呼べるでしょう。
ヘキサコプター(6つのプロペラ)
ヘキサコプターは、6つのモーターを持っていて、1つのモーターが壊れても他の5つのモーターがまだ動いているので、一般的には飛行を続けることができます。
補足すると、ドローンのプロペラは「時計回り」と「反時計回り」の回転をするもので構成されています。
それらの反トルクによって機体のバランス(回転制御)を保持しています。
全てのプロペラが同じ方向に回っていたとしたら、飛行できず墜落してしまいます。
ドローンはモーターの数が多いほど反トルクの観点から、故障に耐えることが可能となると共に揚力の強さからペイロード(最大積載量)も増やすことができます。
モーターの故障に関してはクアッドコプターよりも危険回避の可能性はあるものの、過信は禁物です。
特徴として荷重や風の強さに強いため、重い機器の輸送や長時間の飛行に向いています。
測量や建設現場の進捗確認、農業用途など、産業の分野で活用されています。
オクトコプター(8つのプロペラ)
オクトコプターは8つのプロペラを持ち、さらなる持続飛行時間と運搬能力を持っています。
ドローンのプロペラが多くなると、その分バッテリーや他の部品も大きくなり、ドローン自体もかなり大型になります。
クアッドコプターと比べてオクトコプターは、かなり大きいことがわかります。
オクトコプターは、8つのモーターを備えているため、1つのモーターが故障しても、まだ7つのモーターを利用できます。
通常、これらのモーターは十分な力を持っており、機体が重いですが揚力の観点からは、1つのモーターが故障しても、多くの場合は問題なく飛行を続けることができます。
さらに、オクトコプターは、トルク(回転力)に関しても特に安定しています。
ヘキサコプターと比べて、モーターの制御において逆トルクを打ち消すエネルギーと、故障したモーターの影響を補う設計で飛行に於いてはより品質の高さを体感できます。
これは、オクトコプターのモーター数が複数化されているため、故障したモーターの影響を受けずに、逆トルクを効果的に制御できるからです。
しかし、その安定性や運搬能力と引き換えに部品点数も多くなり機体の価格帯も高く産業系、特にペイロードの必要な機体への採用が多くなります。
最後に
これらのプロペラ数別のドローンタイプは、その特性に基づいてさまざまな分野で活用されています。
屋外での空撮から建設現場のモニタリング、農業・物流の効率化、さらには研究や実験まで、ドローンの進化は多様な領域に影響を与えています。
今後も多様なドローンが登場し、新たな分野での応用が広がっていくことに違いありません。
それでは、またお会いしましょう!
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